苏教版选修4 专题2第二单元 化学反应的方向与限度（第3课时） 课件（33张）.pptx

第3课时化学平衡常数 专题2第二单元化学反应的方向和限度 学习目标定位 1 了解化学平衡常数的含义 会根据化学反应书写化学平衡常数表达式 2 能够利用化学平衡常数进行简单的计算 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 一 化学平衡常数 1 数据分析 1 no2 n2o4的相互转化是一个可逆反应 2no2 g n2o4 g 在25 时 如果用不同起始浓度的no2或n2o4进行反应 平衡后得到以下实验数据 请根据表中已知数据填写空格 1 08 1 38 1 71 102 1 72 102 2 根据上表数据 判断正误 正确的打 错误的打 一定浓度下 n2o4和no2的平衡浓度相等 一定浓度下 n2o4与no2的平衡浓度之比相等 一定浓度下 平衡时近似相等 1 62 1 71 102 3 89 1 70 102 2 化学平衡常数的概念与表达式 1 概念在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物与反应物的比值是一个常数 简称 用k表示 2 表达式 对于一般的可逆反应 ma g nb g pc g qd g 当在一定温度下达到平衡时 k 3 在平衡常数表达式中 水 液态 的浓度 固体物质的浓度不写 例如 c s h2o g co g h2 g k feo s co g fe s co2 g k 浓度幂之积 浓度幂之积 平衡常数 写出k1和k2的关系式 写出k2和k3的关系式 写出k1和k3的关系式 4 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关如 k2 k3 1 的 也叫 k值越大 表示反应进行得越 反应物转化率越 k值越小 表示反应进行得越 反应物转化率越 3 化学平衡常数的意义已知 25 时 卤化氢生成反应的平衡常数 请比较表中k值的相对大小 说明平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行 反应的限度 完全 大 不完全 程度 小 由上表数据分析可知 1 温度升高 k值 则正反应为 填 吸热 或 放热 下同 反应 2 温度升高 k值增大 则正反应为反应 4 化学平衡常数的影响因素及应用已知 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0的平衡常数与温度的关系如下 减小 放热 吸热 1 化学平衡常数表达式书写的注意事项 在平衡常数表达式中 水 液态 的浓度 固体物质的浓度不写 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关 2 对于给定的反应 化学平衡常数只受影响 与反应物或生成物的浓度变化无关 3 由温度 平衡常数的变化判断反应热 升高温度 k值增大 h 0 k值减小 h 0 降低温度 k值增大 h 0 k值减小 h 0 温度 解析当各气体物质的量浓度分别为h20 7mol l 1 ch40 2mol l 1时q 0 4 k 8 28 107 q 平衡向正反应方向移动 a项正确 例1 2017 江阴青阳中学期中 1000k时 反应c s 2h2 g ch4 g 的k 8 28 107 当各气体物质的量浓度分别为h20 7mol l 1 ch40 2mol l 1时 上述平衡a 向正反应方向移动b 向逆反应方向移动c 达到平衡d 无法判断移动方向 答案 解析 例2在一定体积的密闭容器中 进行如下化学反应 co2 g h2 g co g h2o g 其化学平衡常数k和温度t的关系如表所示 回答下列问题 1 该反应的化学平衡常数表达式为k 2 该反应为 填 吸热 或 放热 反应 解析温度越高 k值越大 说明升温平衡正向移动 正反应为吸热反应 答案 解析 吸热 3 某温度下 平衡浓度符合下式 c co2 c h2 c co c h2o 试判断此时的温度为 该温度下加入1molco2 g 和1molh2 g 充分反应 达到平衡时 co2的转化率为 解析由题意可得k 1 查表可知温度为830 设反应的co2为xmol 则消耗掉的h2为xmol 生成的co和h2o均是xmol 设体积为vl 则 答案 解析 830 50 整理得x 0 5 则co2的转化率为50 4 在800 时 发生上述反应 某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c co2 为2mol l 1 c h2 为1 5mol l 1 c co 为1mol l 1 c h2o 为3mol l 1 则反应 填 正向进行 逆向进行 或 处于平衡状态 则反应逆向进行 答案 解析 逆向进行 特别提醒 利用q和k的相对大小判断反应进行的方向 qv逆 q k反应处于平衡v正 v逆 q k反应逆向进行v正 v逆 二 化学平衡常数的有关计算 1 计算模型 三段式法aa g bb g cc g dd g c 初 mol l 1 n1n200 2 计算思路 1 巧设未知数 具体题目要具体分析 灵活设立 一般设某物质的转化量为x 2 确定三个量 根据反应物 生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量 变化量 平衡量并按1中 模式 列表 3 解题设问题 明确 始 变 平 三个量的具体数值 再根据相应关系求平衡时某成分的浓度 反应物转化率等 得出题目答案 例3工业合成氨的反应为n2 g 3h2 g 2nh3 g 设在容积为2 0l的密闭容器中充入0 60moln2 g 和1 60molh2 g 反应在一定条件下达到平衡时 nh3的物质的量分数 nh3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比 为计算 1 该条件下n2的平衡转化率为 答案 解析 66 7 2 该条件下反应2nh3 g n2 g 3h2 g 的平衡常数为 0 005 解析设n2转化的物质的量浓度为xmol l 1 n2 3h2 2nh3起始浓度 mol l 1 0 30 80转化浓度 mol l 1 x3x2x平衡浓度 mol l 1 0 3 x0 8 3x2x 例4可逆反应co g h2o g co2 g h2 g 在密闭容器中建立了平衡 当温度为749k时 k 则 1 当co和h2o的起始浓度均为2mol l 1时 co的转化率为 解析设co转化的物质的量浓度为xmol l 1 co g h2o g co2 g h2 g 起始 mol l 1 2200转化 mol l 1 xxxx平衡 mol l 1 2 x2 xxx 答案 解析 60 2 当co的起始浓度仍为2mol l 1 h2o的起始浓度为6mol l 1时 co的转化率为 解析设co转化的物质的量浓度为ymol l 1 co g h2o g co2 g h2 g 起始 mol l 1 2600转化 mol l 1 yyyy平衡 mol l 1 2 y6 yyy 解析 答案 85 学习小结 达标检测 1 2 3 4 5 1 下列关于化学平衡常数的叙述正确的是a 化学平衡常数表示反应进行的程度 与温度无关b 两种物质反应 不管怎样书写化学方程式 平衡常数均不变c 化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值d 温度一定 对于给定的化学反应 正 逆反应的平衡常数互为倒数 答案 1 2 3 4 5 2 某温度时 反应so2 g o2 g so3 g 的平衡常数k 50 在同一温度下 反应2so3 g 2so2 g o2 g 的平衡常数k1应为a 2500b 100c 4 10 4d 2 10 2 答案 解析 1 2 3 4 5 3 2017 沭阳高二期中调研 x y z为三种气体 把amolx和bmoly充入一密闭容器中 发生反应x 2y 2z 达到平衡时 若它们的物质的量满足 n x n y n z 则y的转化率为 答案 解析 1 2 3 4 5 解析设参加反应的y的物质的量为nmol 则 x 2y 2z开始 mol ab0变化 mol 0 5nnn平衡 mol a 0 5nb nn 1 2 3 4 5 4 在一定温度下的密闭容器中 加入1molco和1molh2o发生反应co g h2o g co2 g h2 g 达到平衡时测得n h2 0 5mol 下列说法不正确的是a 在该温度下 反应的平衡常数k 1b 平衡常数与反应温度无关c co的平衡转化率为50 d 平衡时n h2o 0 5mol 答案 解析 1 2 3 4 5 解析co g h2o g co2 g h2 g 起始 mol1100转化 mol0 50 50 50 5平衡 mol0 50 50 50 5由化学方程式及以上数据判断可得a c d项正确 平衡常数与反应温度有关 b项错误 1 2 3 4 5 5 2017 全国卷 28 3 h2s与co2在高温下发生反应 h2s g co2 g cos g h2o g 在610k时 将0 10molco2与0 40molh2s充入2 5l的空钢瓶中 反应平衡后水的物质的量分数为0 02 h2s的平衡转化率 1 反应平衡常数k 答案 解析 2 5 0 00285 解析对于反应h2s g co2 g cos g h2o g 初始 mol 0 400 1000转化 mol xxxx平衡 mol 0 40 x0 10 xxx反应平衡后水的物质的量分数为0 02 则 0 02 x 0 01 h2s的平衡转化率 1 100 2 5 钢瓶的体积为2 5l 则平衡时各物质的浓度分别为c h2s 0 156mol l 1 c co2 0 036mol l 1 c cos c h2o 0 004mol l 1 则k 0 0